Clasificación de supresores de sobrevoltaje transitorios de acuerdo a la conexión con la carga
Los supresores se pueden clasificar de acuerdo a la conexión con la carga que protegen. La conexión puede ser en paralelo o en serie con la carga, siendo la conexión en paralelo la más común. El tamaño de los supresores paralelos no depende del tamaño de la carga, sino de su cercanía a la acometida y de la corriente que pueden tolerar.
El supresor de sobrevoltajes transitorios conectado en paralelo y el apartarrayos tienen el mismo principio de operación; cuando el voltaje en terminales de éstos aumenta, la resistencia del elemento de protección disminuye, dejando pasar más corriente.
Los dispositivos paralelo se pueden clasificar a su vez en dos tipos:
- Sujetadores de voltaje, “voltage clamping devices”,
- Dispositivos de arco, “crowbar devices”
Ambos tipos de protectores (supresores) paralelo drenan corriente cuando el voltaje aumenta por arriba del valor de ruptura. Los sujetadores de voltaje recuperan el estado de circuito abierto cuando el voltaje disminuye por debajo del nivel de ruptura, mientras que los de arco entran en conducción cuando el voltaje está muy por arriba del voltaje de arco (digamos un 50% por arriba de dicho voltaje), una vez en conducción el voltaje en terminales cae repentinamente a ese voltaje de arco y se mantiene casi constante.
Entre los dispositivos sujetadores de voltaje se tienen los siguientes:
- MOV, varistor de óxido metálico,
- Celdas de selenio
- Diodos de avalancha, protectores zener.
La figura siguiente, inciso a) muestra la característica corriente-voltaje de un supresor zener con voltaje de ruptura nominal de 15 V a 1 ma. Obsérvese que la corriente es casi cero cuando el voltaje en terminales del supresor es inferior a 15 V y la corriente crece rápidamente cuando el voltaje excede un valor cercano al nominal. En la misma figura, pero el inciso b), corresponde a la característica corriente-voltaje de un MOV de 150 V rms. La corriente es prácticamente cero para voltajes inferiores a 260 V y para voltajes superiores la corriente crece rápidamente.
Característica i-v de un supresor zener bipolar y de un MOV de 150 mVs
Entre los dispositivos de arco se encuentran los siguientes:
- Tubos de gas
- Puntas metálicas con separación pequeña, entrehierros
- Puntas de carbón con separación pequeña
- Tiristores
Estos dispositivos tienen la capacidad de manejar grandes corrientes ya que el voltaje en sus terminales disminuye en forma importante cuando están en estado de conducción. Se utilizan frecuentemente en protectores telefónicos y en protectores de líneas de datos. No se pueden utilizar fácilmente en protectores de alimentación de CA; en esa aplicación son preferibles los sujetadores de voltaje.
La figura siguiente muestra la característica corriente-voltaje de un tubo de gas, el voltaje de arco es de 60 V; pero el voltaje en terminales debe llegar a casi 100 V para que entre en conducción, cuando el voltaje cae por debajo de 60 V la corriente se hace cero.
Característica corriente – voltaje de un tubo de gas
Los supresores serie utilizan elementos de protección como los utilizados en los protectores paralelos; pero incorporan un inductor o un resistor serie; debido a esto pueden limitar mucho mejor los sobrevoltajes transitorios. Los elementos serie deben ser capaces de conducir la misma corriente que la carga, de ahí que las dimensiones y el costo de éstos sean dependientes de la carga. La figura siguiente, muestra un supresor de línea de datos que tiene elementos serie.
Supresores de sobrevoltajes transitorios para línea de datos
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